傳輸層
負責數據能夠從發送端傳輸接收端.
1. 再談端口號
端口號(Port)標識了一個主機上進行通信的不同的應用程序
在 TCP/IP 協議中, 用 "源 IP", "源端口號", "目的 IP", "目的端口號", "協議號" 這樣一個
五元組來標識一個通信(可以通過 netstat -n 查看)
1.0?源 IP
- 定義：發送數據的設備（如計算機、手機、服務器等）在網絡中的唯一標識，用于定位數據的 “出發點”。
- 作用：就像現實中的 “寄件人地址”，接收方可以通過源 IP 知道數據來自哪里，以便后續回復或追蹤。
1.2?源端口號
- 定義：發送設備上負責發送數據的應用程序或進程的標識。
- 作用：同一臺設備可能同時運行多個網絡應用（如瀏覽器、微信、游戲等），源端口號用于區分這些應用，確保數據能準確交付給發送端的對應程序。 ? ? ? ?
1.3?目的 IP
- 定義：接收數據的設備在網絡中的唯一標識，用于定位數據的 “終點”。
- 作用：類似現實中的 “收件人地址”，網絡設備（如路由器）通過目的 IP 確定數據的傳輸路徑，確保數據最終到達目標設備。
1.4?目的端口號
- 定義：接收設備上負責接收數據的應用程序或進程的標識。
- 作用：與源端口號對應，用于將數據準確交付給接收端的特定應用（如服務器的 80 端口對應網頁服務，21 端口對應 FTP 文件傳輸服務）。
1.5?協議號
- 定義：標識數據所使用的傳輸層協議（如 TCP、UDP 等），用于告知接收端如何處理數據。
- 作用：不同協議的處理方式不同（如 TCP 提供可靠傳輸，UDP 提供快速傳輸），協議號確保接收端用正確的協議解析數據。
1.1 端口號范圍劃分
? 0 - 1023: 知名端口號, HTTP, FTP, SSH 等這些廣為使用的應用層協議, 他們的
端口號都是固定的.? 1024 - 65535: 操作系統動態分配的端口號. 客戶端程序的端口號, 就是由操作
系統從這個范圍分配的1.2 認識知名端口號(Well-Know Port Number)
有些服務器是非常常用的, 為了使用方便, 人們約定一些常用的服務器, 都是用以下這些
固定的端口號:
? ssh 服務器, 使用 22 端口
? ftp 服務器, 使用 21 端口
? telnet 服務器, 使用 23 端口
? http 服務器, 使用 80 端口
? https 服務器, 使用 443
1.3 兩個問題
1.?一個進程是否可以 bind 多個端口號？--- 可以，進程可以創建多個套接字（Socket），每個套接字綁定不同的端口，獨立監聽或發送數據。
2.?一個端口號是否可以被多個進程 bind? ---?通常不可以，但存在特殊情況，一個端口在同一時間只能被一個進程綁定
2.UDP協議
2.1 UDP協議端模式
? 16 位 UDP 長度, 表示整個數據報(UDP 首部+UDP 數據)的最大長度;（有明顯邊界）
? 如果校驗和出錯, 就會直接丟棄
?
報文就是結構體被組織起來
?
2.2 UDP特點
1. 無連接: 知道對端的 IP 和端口號就直接進行傳輸, 不需要建立連接（如 TCP 的三次握手）;
2. 不可靠: 沒有確認機制, 沒有重傳機制; 如果因為網絡故障該段無法發到對方,UDP 協議層也不會給應用層返回任何錯誤信息;
3. 面向數據報: 不能夠靈活的控制讀寫數據的次數和數量;
2.3 面向數據報
應用層交給 UDP 多長的報文, UDP 原樣發送, 既不會拆分, 也不會合并;用 UDP 傳輸 100 個字節的數據:
? 如果發送端調用一次 sendto, 發送 100 個字節, 那么接收端也必須調用對應的 一次 recvfrom, 接收 100 個字節; 而不能循環調用 10 次 recvfrom, 每次接收 10 個字節;
適用場景：
- 對實時性要求高（如視頻通話、語音聊天）
- 允許少量數據丟失（如 DNS 查詢、游戲數據）
面向數據報的通信以 “快速、靈活” 為核心，犧牲了可靠性以換取效率，適用于對實時性要求高于完整性的場景。
2.4 UDP的緩沖區
???UDP 沒有真正意義上的 發送緩沖區. 調用 sendto 會直接交給內核, 由內核將數據傳給網絡層協議進行后續的傳輸動作;
? ?UDP 具有接收緩沖區. 但是這個接收緩沖區不能保證收到的 UDP 報的順序和發送 UDP 報的順序一致; 如果緩沖區滿了, 再到達的 UDP 數據就會被丟棄
?
工作機制：
應用程序調用?
應用程序調用?
sendto()?或?sendmsg()?等函數發送 UDP 數據時，數據會先被復制到發送緩沖區。操作系統內核會盡快將緩沖區中的數據封裝為數據報并通過網絡發送，發送完成后緩沖區中的數據會被立即釋放（不會像 TCP 那樣保留數據用于重傳）?
?
UDP 的 socket 既能讀, 也能寫, 這個概念叫做 全雙工 ---?指通信雙方可以同時進行雙向數據傳輸的方式，即發送方和接收方能夠在同一時間既發送數據又接收數據，兩者互不干擾。這種模式類似于現實生活中 “打電話”—— 雙方可以同時說話和傾聽，無需等待對方結束。
2.5 UDP使用注意事項
我們注意到, UDP 協議首部中有一個 16 位的最大長度. 也就是說一個 UDP 能傳輸的數據最大長度是 64K(包含 UDP 首部).然而 64K 在當今的互聯網環境下, 是一個非常小的數字.如果我們需要傳輸的數據超過 64K, 就需要在應用層手動的分包, 多次發送, 并在接收端手動拼裝;
2.6 基于UDP的應用層協議
? ?NFS: 網絡文件系統
? ?TFTP: 簡單文件傳輸協議
? ?DHCP: 動態主機配置協議
? ?BOOTP: 啟動協議(用于無盤設備啟動)
? ?DNS: 域名解析協議
?
 的解決方案)
